【48812】沟通异步电机与永磁同步电机有何差异?究竟谁更好?

2024-09-03 行业资讯

  从能量守恒的视点来看,传统燃油车的发动机经过化学能变成机械能,即使热效率能到达夸大的50%,其能量转化率也十分低,究竟发动机输出的能量还要经过变速箱、传动轴才干抵达车轮,一起还有一部分能量经过排气和冷却体系糟蹋掉了。而电动车则不相同,动力电池中的化学能经过电子搬运产生电流,再经过电缆直接带动电动机做功,其能量利用率可到达80%-90%。举个简略的比如,百公里电耗16kWh的电动车,每行进一百公里耗费16X3.6X10^6=5.76X10^7焦耳能量。比照百公里油耗为8L的燃油车,一升汽油的质量大约为0.73kg,汽油热值为4.6*10^7J/kg,百公里耗费0.73X8X4.6X10^7=2.686*10^8焦耳能量,是电动车的5倍之多。而电动车丢失的10%-20%能量耗费在电池内阻、电控体系和电机内部,其间大部分的能量丢失在电机。所以,假如电机的能量利用率能再进步,能愈加进一步节约电能进步续航路程。本篇咱们就来研讨下电机的两种首要方式,沟通异步与永磁同步,它们有何优缺陷。

  三相沟通异步电机也叫感应电机,由外壳固定的定子,和里边的转子组成。定子由硅钢片叠压,并在其上绕上线圈(绕组),给线圈通电即能产生磁场。因为运用的是三相沟通电,所以,线度为一个单元,共三个单元,彼此对称摆放。三个独立绕组组合在一起构成一个360度的圆柱形定子。转子铁芯相同由硅钢片叠压而成,其上也绕上导电杆(绕组)。转子是不通电的,转子的电流来自于切开定子的磁力线,所以叫感应电机。

  定子通电产生磁场,转子则在定子产生的磁场中做“导体切开磁感线运动”,产生了感应电流。这个电流在旋转的磁场中又遭到安培力的效果,使转子滚动,可是转子的转速和定子产生的磁场的速度不相同,也便是“异步”的意思。

  沟通异步电机中,因为没磁铁,磁场来自于定子中的通电绕组,所以外界环境不会影响它的功能,可靠性高、本钱低、对温度不太灵敏,所以许多高功能电动车会用沟通异步电机,如特斯拉前后双电机车型,前面的电机就用到沟通异步电机。缺陷也清楚明了,便是功率密度低,想进步功率只能把电机做的渐渐的变大,会占用电动车更多的空间。一起,还需要逆变器将电池输出的直流电变成沟通电,逆变器也会损耗一部分电能。

  在说永磁同步电机前,咱们先来看看小时候玩的四驱车电机。它由强磁铁、绕组转子、碳刷组成,一个好的高速小马达价格在大几百元。四驱车上用的小马达叫直流永磁碳刷电机,看姓名,与永磁同步电机差不多了。

  永磁同步电机也是由绕组、强磁铁组成,为了省去碳刷这个耗材,它将定子做成了绕组(与沟通异步电机类似),而转子则由永磁资料打造。作业原理如下:

  过逆变器将直流电变成沟通电,给定子上的线圈经过正玄波三相电,每120°(上图绿蓝红线圈)就会制造一个招引转子永磁体的磁场,从而使转子瞬间旋转,不存在时间差所以叫同步电机。永磁同步电机的重点是转子上的永磁资料,现在大都用的是钕铁硼资料制造,而钕则来自于稀土,本钱比较高,永磁同步电机的优势是能量转化效率高、体积小功率大,多用在长续航电动车上,以及部分混动车的变速箱中;缺陷也清楚明了,便是永磁资料简单受热而产生退磁,所以要对电机的冷却体系模块规划多操心。如某些主机厂宣扬的:弹射起步10次不衰减,高速巡航不衰减等,其实便是电机、电池的冷却体系比较强壮。

  不论是沟通异步电机,仍是永磁同步电机,都被许多应用在纯电动车上。而永磁同步电机渐渐的变成为大趋势,但用于稀土资料稀缺原因,许多国外车企更喜爱用沟通异步电机,而且努力进步其功率密度。像特斯拉的沟通异步电机比较其他家的铝转子,特斯拉采用了铜转子并具有专利技术,让沟通异步电机也能做到体积小功率高。最终咱们在经过一个动画视频再加深下回忆: